مبانی آرایه فازی و هدف گیری در آن(توضیح و معرفی)

[moji5]

http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_apg81_NET.jpg


یک آنتن آرایه تشکیلی شده از چند آنتن دیگر است که اتحاد میان انها سبب افزایش بهره آنتن > برد امواج و

همچنین بوجود آمدن قابلیت کنترل تکی . جمعی روی آرایه های متعددی از یک مجموعه آنتن میشود ...

به عبارتی دیگر در ارایه میتوان چند آنتن تعریف شده را همزمان به کاری مشغول داشت یا کاری را بین عده ای
از آنان تقسیم کرد و عده ای دیگر را به کارهای دیگر مشغول داشت . از این روست که امکانی چون رهگیری
همزمان با جستجو (track while search) و رهگیری همزمان چندین هدف بصورت همزمان بوجود می آید ...

http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_apg81_NET.jpg

در ابتدا اگر نگاهی به انتنهای سهمی بی اندازیم موتوجه میشویم که این آنتن ها تکی هستند و همیشه در یک جهت
به جستجو میپردازند که تنها همزمان فقط یک هدف را نشان میدهند و این سیستم نرم افزاری رادار است که با نگه داشتن
ادرس هدف قبلی روی صفحه تا چرخش و جستجوی مجدد برای اهداف دیگر ظاهرا به ما چند هدف را نشان میدهد .
این انتن ها عملا توان کشف و تنها قفل بر روی یک هدف را دارند .

لازمه اینکه شما بتوانید روی چند هدف قفل کنید و به چند هدف دیگر نگاه کنید این است که شما تعداد زیادی آنتن داشته باشید و از این جا به بعد بهترین حالت برای قرار دادن و چیدن چندین آنتن به تعداد زیاد کنار هم همین تکنولوژی آرایه خواهد بود .


نگاهی ساده بر نحوه عملکرد این انتن ها .

http://gallery.military.ir/albums/userpics/fazi%7E0.jpg

آنتهای آرایه فازی گروهی از آنتنها هستند که هر کدام به یک تغییر دهنده فاز متصل است .
هنگامی که به عنوان فرستنده به کار میروند سیگنال ارسالی ما بین آنها تقسیم میشود .
و فاز سیگنال به گونه ای مابین آنها تنظیم میشود که هنگامی که از یک جهت به آنتنها نگاه شود همفاز باشند .
و لذا بصورت سازنده با هم جمع شوند .
در جهات دیگر غیر از جهت اصلی سیگنال ها با هم غیر همفاز خواهند بود و با سازندگی کمتری با هم جمع خواهند شد .
بدین ترتیب باریکه انتن در یک جهت تشکیل میشود .

http://gallery.military.ir/albums/userpics/mogarray-2%7E0.jpg

_____

هنگامی که این آنتن بصورت گیرنده عمل میکند .
تغییر دهنده های فاز سبب میشوند سیگنالی که از جهت انتخاب شده دریافت میشود
بصورت همفاز در ترکگیب کننده های سیگنال با هم جمع شود .

با توجه به این عکس اگر دقت کنید دسته موج وارد شده به صفحه آنتهای رادار بصورت غیر همفاز وارد میشود .
و تغییر دهند ه های فاز این تاخیر را از میبرند تا همه امواج وارد شده بصورت (سنکرون) دسته موج همفاز وارد سیستم پردازش شوند .
بدین صورت است که این آنتها میتوانند به اطراف نگاه داشته باشند .
که در تصویر پایین زاویه همفاز مترادف با جهت نگاه انتخابی خواهد بود .
http://gallery.military.ir/albums/userpics/mogarray%7E0.jpg

____

با توجه به موارد گفته شده یک آنتن آرایه فازی را در نظر بگیرید که از بیش از 1000 نود آنتن تشکیل شده باشد .

سامانه پردازش و کنترل رادار میتواند عده ای از این نود ها را در جهتی مثلا رو به زمین برای کشف اهداف زمینی
و عده ای را رو به افق و همچنین عده دیگری را برای رهگیری چند هدف همزمان بکار برد .

این سامانه ها در حالات پیشرفته توان کشف صدها هدف همچنین رهگیری و حتی اخلال بر روی تعداد زیادی از
اهداف را میتوانند به عهده داشته باشند .

آنتهای راداری های آرایه بر گونه های (آنتن آرایه شکافی) (صفحه ای) (روزنه مجازی زار) (انتن خطی که شباهت زیادی به همون زار دارد) ....


منبع:میلیتاری
نویسنده( worior )

[moji5]

http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_45r.jpg


خوب آرایه یعنی چی :
به این میگن آرایه 0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 ...که یک بعدی و این هم آرایه دو بعدی
1 2 3 4 5 7 6 8 9
0 2 3 5 4 8 9 6 3
8 5 0 5 8 7 4 1 2

که اینها هر کدام ماتریس هستند و در ماتریسها ارقام در مکانی جای دارند یعنی هر واحد ماتریس حاوی مقدار و مکان در ماتریس میباشد
که این گونه است.
1و1 1و2 1و3 1و4 1و5 1و6 1و7 1و8 1و9
2و1 2و2 2و3 2و4 2و5 2و6 2و7 2و8 2و9
3و1 3و2 3و3 3و4 3و5 3و6 3و7 3و8 3و9
شماره سطر و ستون نشان دهنده مکان و هر کدام حاوی مقداری که در بالاتر ذکر شده است
حالا با این اطلاعات به بررسی رادار اسکن الکترونیکی میپردازیم
هر رادار شامل یک آنتن گیرنده و یک آنتن فرستنده میباشد
در این گونه از رادار ها به ازای هر آنتن فرستنده آنتن گیرنده هم وجود دارد که از تعداد زیادی انتن فرستنده و گیرنده تشکیل شده است

http://gallery.military.ir/albums/userpics/psa.jpg
و
http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_phased_array_%281%29.gif
تر کیب اطلاعات دریافتی هر کدام گیرنده ها یا حساسه های موج و کنار هم قرار دادن آنها ماتریس یا آرایه ای دو بعدی بوجود میاورد چون بیشتر دریافت پژواک های بازگشتی از هدف مهم است میتوان به ازای هر فرستنده چند گیرنده در نظر گرفت با ایتن توضیح به نحوه کشف هدف و موقعیت یابی در این رادار ها نگاه میکنیم
این تصویر ماتریس گیرند های رادار در یک فریم میباشد که خالی از هر گونه پژواک است
http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_00.jpg
اگر به ازای امواج ارسالی بهترین حالت از امواج دریافتی را معادل رقم 2 و رنگ سفید در نظر بگیریم و رقم 0 را رنگ سیاه و مکانهای بدون بازگشت
این تصویر نشانگر پالسهای بازگشتی از اهداف و یا اسمان است که دارای مقدار زیادی گین میباشد و اهداف در ان به وضوح دیده نمیشوند
که بصورت تصویر سیاه و سفید از صحنه مورد مشاهده رادار نشان داده شده است.و اهدافی که دور آن خط قرمز کشیده شده است اهدافی در فاصله دورتر هستند که براحتی قابل مشاهده نیستند.
http://gallery.military.ir/albums/userpics/011.jpg
http://gallery.military.ir/albums/userpics/03%7E6.jpg
حالا به تصویر رقمی گین ها نگاه کنید (گین مشابه همان پارازیت یا نویز میباشد ) در آن رقم های دو را مشاهده میکنید و ارقامی که کمتر از آن هستند حال با استفاده از برنامه ای اعداد ماتریس را میخوانیم و به ازای رقم های کمتر 0.5 عدد 0 قرار میدهیم ماتریس رقمی دست آمده این گونه است
http://gallery.military.ir/albums/userpics/02%7E7.jpg
که تصویر آن نیز بدین شکل است
http://gallery.military.ir/albums/userpics/01%7E7.jpg

بدین روش با استفاده از چندین گیرنده به تعداد زیاد توانسته ایم از امواج بازگشتی رادار تصویر سازی کنیم که به همین ترتیب هرچه تعداد خانه های ماتریس گیرنده های ما بیشتر باشد تصویر بدست واضح تر خواهد بود به حدی که میتواند شکل هواپیما را روی صفحه رادار نشان دهد.
برای یک حالت واقعی احتمالا فیلمی از تصویر رادار با 60 تا 30 فریم بر ثانیه خواهیم داشت که برنامه موقعیت یابی ما برای رصد اهداف و تعیین موقعیت آن در صفحه رادار باید 60 تا 30 بار در ثانیه محاسبات خود را روی این ماتریس ها انجام دهد (یعنی هر ماتریس بین 60 ت30 بار در ثانیه مجددا عدد گذاری میشوند)

آشیانه یابی برای موشک :
http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_45r.jpg
حال میتوان برنامه ای نوشت تا در همین امواج ارسال شده از رادار را در مرکز تصویر قرار داد برای مثال همان ماتریس رقمی با که نویز آن گرفته شده است را در نظر بگیرید و برنامه ای بنویسید تا مربع محدوده آنرا در مرکز ماتریس قرار دهد و آینکار را با چرخش بالچه های موشک و تغییر زاویه کلی موشک به سمت ارقام تعیین شده جابجا کند این موشکها میتوانند به امواج بازگشی از اهداف که توسط رادار هواپیمای شلیک کننده متصاعد شده است نگاه کنند که باید سیگنال گیرنه های آن با هواپیما تنظیم و سپس شلیک شود .
http://gallery.military.ir/albums/userpics/000-AIM-120A-1S.jpg
و
http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_20060319_03.jpg
در مورد هواپیما نیز از روی همین تصویر میتوان تعداد زیادی از اهداف را بطور نامحدود در زاویه دید رهگیری کرد اما به دلیل محدودیت سخت افزاری و همچنین نبود این تعداد هدف معمولا بین 10 تا 24 هدف را در نظر میگیرند ظمن اینکه میتوان بصورت لایه ای بیش از 6 هدف را بصورت همزمان مورد حمله قرار داد بگونه ای که اگر امواج طبقه بندی شود و از طول موج های متفاوت بهره جست در یک تصویر 6 هدف جداگانه خواهیم داشت که رهگیری آنها بدون تداخل در هم صورت خواهد گرفت. یکی دیگر از قابلیت های این رادار ها داشتن تعداد زیادی آنتن فرستنده نیز میباشد که این آنتن ها میتوانند در زاویه های مختلف اهداف متفاوتی را جستجو کنن ضمن اینکه تصویر همزمانی از آنها برروی گیرنده ها می افتد و یا با تمرکز تمام آنتن ها بر گوشه ای از آسمان فواصل بسیار دور دست با قدرت هر چه تمام تر کاوش گردد ضمن اینکه هر آنتن میتواند از طول موج متفاوت و یا یکسان با باقی آنتن ها استفاده کند.

http://gallery.military.ir/albums/userpics/normal_apg81_NET.jpg

[moji5]

منبع www.military.ir